具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1所示，一种矩形隧道掘进机多模式调向系统，包括油箱1和油缸组，油箱1用于承载液压油，通过控制油箱1中液压油的流动控制油缸组中油缸的伸缩，油缸的伸缩控制顶管机的盾体的移动。所述油箱1通过模式控制模块与油缸组相连接，模式控制模块用于控制油箱1中液压油向油缸组中油缸的流动。所述模式控制模块与油缸组对应设有至少四组，油缸组均匀分布在盾体圆周的四周，对应盾体的上下左右，每一组至少1根油缸，上下左右四个方向都要能实现调向功能。油箱1通过进油管路与模式控制模块相连接，进油管路向模式控制模块中输入液压油，模式控制模块分别与有杆腔管路和无杆腔管路相连接，模式控制模块用于控制有杆腔管路和无杆腔管路中的液压油的流动，有杆腔管路与油缸组中油缸32的有杆腔相连接，无杆腔管路与油缸组中油缸32的无杆腔相连接，油缸32的有杆腔通过有杆腔管路实现与模式控制模块中液压油的流通，油缸32的无杆腔通过无杆腔管路实现与模式控制模块中液压油的流通；所述模式控制模块与回油管路相连接，回油管路实现液压油的收集。通过模式控制模块向有杆腔管路中泵送液压油将活塞杆向无杆腔移动，活塞杆缩回，无杆腔中的液压油通过无杆腔管路进入回油管路；同理，通过模式控制模块向无杆腔管路中泵送液压油将活塞杆向有杆腔移动，有杆腔中的液压油通过有杆腔管路进入回油管路，活塞杆伸出。

优选地，所述模式控制模块包括电磁换向阀9、液压锁13和电磁球阀21，进油管路和回油管路均与电磁换向阀9相连接，电磁换向阀9的作用主要是控制油缸的伸出和缩回，即通过向有杆腔管路或无杆腔管路中泵送液压油来实现。电磁换向阀9与液压锁13相连接，液压锁的作用是保持有杆腔和无杆腔的压力，防止油缸32泄压。当换向阀9处于中位时，液压锁13保持油缸的压力，如果油缸没有压力了，油缸会自动缩回或伸出，引起事故。液压锁13分别与有杆腔管路和无杆腔管路相连接，有杆腔管路和无杆腔管路均与电磁球阀21相连接，电磁球阀21得电时油缸32处于浮动状态，电磁球阀21失电时油缸32处于正常的状态。液压锁13和电磁换向阀9中的液压油通过回油管路返回。电磁换向阀9为三位四通电磁换向阀，如果电磁阀左位（交叉位）进油，右位（平行位）回油，反之亦然。电磁换向阀9的左位得电，进油管路的液压油通过电磁换向阀9进入有杆腔管路，无杆腔管路的液压油通过电磁换向阀9进入回油管路，向有杆腔管路泵送液压油，油缸缩回；电磁换向阀9的右位得电，进油管路的液压油通过电磁换向阀9进入无杆腔管路，有杆腔管路的液压油通过电磁换向阀9进入回油管路，向无杆腔管路泵送液压油，油缸伸出。

所述有杆腔管路和无杆腔管路管路上均设有溢流阀17，溢流阀17均与回油管路相连接，通过溢流阀17将有杆腔管路和无杆腔管路管路中的液压油输送至回油管路，回油管路通过单向阀与回油箱相连接，防止液压油逆流。溢流阀17的作用是限定油缸32的有杆腔和无杆腔的最高压力，防止油缸32的压力过高损坏油缸，油缸的承压能力有限，一旦超过最高压力，就容易出事故。

优选地，所述有杆腔管路或无杆腔管路上设有压力传感器25，但是根据工况来说，压力传感器25设置在有杆腔管路上，压力传感器25用于测量有杆腔管路上的压力。通过压力传感器在上位机界面上就可以观察油缸的有杆腔的压力。

优选地，所述油箱1与过滤器2相连接，过滤器2对从油箱1进入液压泵5的油进行初步过滤。过滤器2与蝶阀3相连接，蝶阀3可以控制从油箱1到液压泵5的低压油的流动。蝶阀3与液压泵5相连接，液压泵5的作用是将高压液压油泵送入进油回路。液压泵5与球阀6相连接，球阀6的作用是高压侧管路的切断或调节，球阀6与高压过滤器7相连接，高压过滤器7对高压的液压油进行进一步地过滤。高压过滤器7与单向阀8相连接，单向阀8防止高压液压油回流。单向阀8通过进油管路分别与模式控制模块相连接。所述液压泵5与电机4相连接，电机4带动液压泵5启动。

所述油缸组的数量设有四个，四个油缸组分别设置在盾体的上部、下部、左侧和右侧，如图2所示，分别从圆周方向对顶管机进行控制；所述油缸组中设有多个油缸32，每组油缸组中油缸32的数量可以根据地质情况增减，每个油缸组中的油缸32并联连接。每组的伸缩量根据需求可以调整，油缸有行程传感器，操作人员可以根据实际情况调整油缸行程。油缸32的两端分别连接在前盾33和尾盾34上，如图3所示，从而通过油缸32的伸缩实现对前盾的推动。

实施例2，如图2所示，一种矩形隧道掘进机多模式调向系统的控制方法：

所述油缸组包含第一油缸组A、第二油缸组B、第三油缸组C和第四油缸组D，第一油缸组A、第二油缸组B、第三油缸组C和第四油缸组D分别与一个模式控制模块相连接，即一个模式控制模块控制一个油缸组。

单组控制模式：其中一个油缸组中油缸处于锁定状态，两个油缸组处于浮动状态，另一个油缸组中油缸进行伸出或者缩回，四个油缸组可以任意组合，上、下、左、右四个方向都要能调向，实现掘进机姿态的微调。

常规控制模式：其中两个油缸组处于锁定状态，一个油缸组的油缸伸出，一个油缸组的油缸缩回，四个油缸组可以任意组合，实现掘进机转弯半径大时的掘进；转弯半径较大的范围是转弯半径超过500米。

组合加强模式：其中一个油缸组锁定，其他三个油缸组的油缸均伸出，四个油缸组可以任意组合，实现掘进机大范围纠偏。大范围纠偏的范围是：上下偏差或者左右偏差超过100mm。

具体地，其中一种组合中，单组控制模式：PLC控制器控制第一油缸组A中的电磁换向阀9和电磁球阀21均不得电，则第一油缸组A中的油缸处于锁定状态；PLC控制器控制第二油缸组B中的电磁换向阀和第三油缸组C中的电磁换向阀9不得电，第二油缸组B的电磁球阀21，第三油缸组C中的电磁球阀21得电，则第二油缸组B和第三油缸组C的油缸处于浮动状态；第四油缸组D中的电磁换向阀9左位得电或者右位得电，电磁球阀21不得电，第四油缸组D中的油缸缩回或者伸出，从而实现一个油缸组的控制，可以让盾尾的姿态自适应，可以更好的适应曲线掘进。

常规控制模式：，PLC控制器控制第一油缸组A中的电磁换向阀9左位得电，第一油缸组A中的电磁球阀21不得电；控制第二油缸组B中的电磁换向阀9和电磁球阀21均不得电；控制第三油缸组C中的电磁换向阀9右位得电、电磁球阀21不得电；控制第四油缸组D中的电磁换向阀9不得电、电磁球阀21不得电；则第三油缸组C中的油缸伸出，第一油缸组A中的油缸缩回，第二油缸组B和第四油缸组D中的油缸均锁定，从而实现尾盾34的下部的调节，可以使掘进机更好的适应蛇形前进。

组合加强模式：顶管掘进机需要大范围纠偏时，第一油缸组A中的电磁换向阀9和电磁球阀21均不得电；第二油缸组B中的电磁换向阀9的右位得电、电磁球阀21不得电；第三油缸组C中的电磁换向阀9右位得电、电磁球阀21不得电；第四油缸组D中的电磁换向阀9右位得电、电磁球阀21不得电，则第二油缸组B中、第三油缸组C中、第四油缸组D中的油缸均伸出，第一油缸组A中的油缸锁定，从而实现尾盾34的两侧和下部的调节，从而卡盾体时掘进机更容易脱困。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。